PNAS：南极鱼的神秘防冻蛋白

南极鱼能够合成自身“防冻”蛋白，以便在冰冷的海水中生存。不过这种机制也有一定的副作用，就算温度上升这些蛋白结合的冰晶也不能融化。这一发现发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

“这是南极鱼进化出防冻蛋白的不良后果，”文章的第一作者，Oregon大学的Paul Cziko说。“我们发现，抗冻蛋白内部的冰晶不会融化。也就是说，这些蛋白也有抗融化的作用。”Cziko与Illinois大学的教授Chi-Hing Christina Cheng和Arthur DeVries共同完成了这项研究。

在围绕南极洲的南大洋里生活着五类南极鱼，它们有着在冰冷海水中生存的非凡能力。上世纪六十年代，DeVries在南极鱼中发现了抗冻蛋白，他还描述了这些蛋白如何与血液中的冰晶结合，阻止南极鱼被冰冻。

研究人员将南极鱼加热到融点以上，但它们体内抗冻蛋白结合的冰晶仍然不能融化。当冰在正常融点也不融化时，就被称为“superheated”。

研究人员还发现，在冰雪消融的温暖夏季，野生南极鱼体内也有冰晶。研究显示，这些蛋白在体外也能防止冰晶融化。

“我们首次发现了，自然界中的冰superheating”Cheng说。

南极的麦克默多海峡，有着世界上最冷的海洋环境。人们在那里记录了十一年的海洋温度，但那里的温度上升从未使南极鱼体内的冰晶完全消除。

研究人员推测，南极鱼体内累积的冰晶，可能会产生负面的生理影响，只不过现在人们还未能察觉。Cheng指出，如果南极鱼终身携带冰晶，那么这些颗粒可能会阻塞小毛细血管，或者触发有害的炎症反应。这种威胁就像是肺部有石棉或者大脑内有血栓一样。

“鉴于有许多冰晶累积在南极鱼的脾脏，我们认为应该存在某种机制，将冰晶从血液循环中清除出去，”他说。

“这项研究有助于我们理解，为何南极鱼能够称霸南极洲附近的海域，”Cheng说。“另外，我们也从中得到了有关进化的启示。生物的适应是一个有得也有失的过程，每一次进化上的创新可能都伴随着某种副作用。”